树莓派连接GPS模块

一月份的时候觉得好玩买了树莓派，但是太懒没怎么研究，但最近当初买树莓派时的那个梦想又萦绕心头，决定抽空完成一下当年的计划~ GPS模块是其中很重要的一环，于是在某宝上搜索，找了一家相对便宜也很轻巧的GPS模块，而且这个模块和天线是合体的，非常省空间。

几天后快递来啦，今天有空来鼓捣一下 o(^▽^)o 先来看看这个模块，这是天线的一面

这是组装好之后的效果

我给树莓派安装的是 Raspbian，基于Debian；像 Pidora 的话应该大同小异吧，以下操作均为 Raspbian。

下面来简述一下吧。树莓派串口通信网上有很多教程了，我也是搜索着一步步摸索出来的。要想连接上这个GPS模块，先得知道模块和树莓派的针脚定义，然后要对树莓派进行一些设置。

一、树莓派配置修改

树莓派的串口据了解，默认是用于SSH调试的，如果需要使用串口连接其他设备需要进行两步修改：

1. 修改 /etc/inittab

sudo vi /etc/inittab

（如果用不惯vi，又是用图形界面，可以选择用leafpad）

注释掉文件中的这一行，以关闭串口登录

T0:23:respawn:/sbin/getty -L ttyAMA0 115200 vt100

这一行一般位于文件最后一行，注释的方式是在前面加一个“＃”

#T0:23:respawn:/sbin/getty -L ttyAMA0 115200 vt100

 

2. 修改 /boot/cmdline.txt

sudo vi /boot/cmdline.txt

将下面高亮的部分删除

dwc_otg.lpm_enable=0 console=ttyAMA0,115200 kgdboc=ttyAMA0,115200 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline rootwait

最后变成了：

dwc_otg.lpm_enable=0 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline rootwait

修改好这两部分之后，需要重启树莓派

sudo reboot

 

二、串口连接

现在要对GPS模块和树莓派进行连接，根据GPS模块的文档和树莓派的针脚定义一共需要连接4根线：VCC 5V、GND 接地、TXD和RXD。树莓派上所谓的TOP和BOTTOM，指的是GPIO针脚的两排，BOTTOM是靠近SD卡的一侧。

对硬件我也是小白哈，连错了，大家千万要注意模块上的TXD连接树莓派的RXD，模块的RXD连接树莓派的TXD！我的连接方式如下图：

 

三、通过minicom获取串口数据

经过上面两步的操作树莓派就和GPS模块连接好了~ 那如何获取GPS模块发出的内容呢，就要通过 minicom 这个工具，来获取串口的数据。

sudo apt-get install minicom

安装好之后通过minicom命令获取串口上的数据：

minicom -b 9600 -o -D /dev/ttyAMA0

-b 设定的是波特率，是模块参数而定；-o 是不初始化Modem且不锁定文件；-D 设定的是接口

如果一切顺利的话，应该能看到这样的画面（Press CTRL-A Z for help on special keys 下面哗哗的出现内容）：

这就说明一切 ok 啦，根据GPS模块的文档，知道了这是一种叫NMEA-0183的协议，包括 GSA 当前卫星信息、GSV 可见卫星信息、GGA GPS定位信息、RMC 推荐定位信息和 VTG 地面速度信息等内容。

在 minicom 界面里，可以按Ctrl+A，然后按Z获取帮助；Ctrl+A、然后按Q来退出（据说如果minicom里没有显示，可以试试按一下Ctrl+A、然后按E，启用或关闭回显，没有试过）。如果没有出现上面的内容，除了刚刚说的Ctrl+A、E外，还应该好好检查一下针脚有没有插错、看一下GPS模块的指示灯工作情况怎么样。

 

四、编程获取串口数据

通过 minicom 测试后，说明串口和GPS模块工作正常，我们就应该用编程的方式来获取串口数据了，以Python为例，要获取串口的数据需要安装Python serial模块

sudo apt-get install python-serial

安装好后先通过python命令，进入python命令行进行测试

python

首先，导入serial模块

import serial

然后打开串口，存放到 ser 中，方法接收一个端口名，和一个波特率

ser = serial.Serial("/dev/ttyAMA0", 9600)

通过ser的read()方法只能获取一个字符，但read()方法有一个接收字符长度的重载，首先通过ser.inWaiting()方法获取总长度，再通过ser.read()读取

ser.read(ser.inWaiting())

这样就能获取数据了！我们只需要对read到的数据进行分析、处理即可，写成 .py 脚本即可。

五、NMEA-0183 一些数据的计算方式

需要说两个关于NMEA-0183协议返回内容的计算方式，一个是时间，另一个是经纬度。

1. GGA和RMC的时间

来看一下GGA和RMC返回的格式：

$GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,M,<10>,M,<11>,<12>*hh<CR><LF>

$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>*hh<CR><LF>

GGA和RMC都会返回时间，他们的第一个参数<1>就是UTC时间，即协调世界时，格式为hhmmss，要换算成北京时间只需要加上8小时即可；RMC的<9>为UTC日期，格式为ddmmyy（日月年）。下面列一条RMC返回的数据：

$GPRMC,125315.00,A,3853.70120,N,12133.61898,E,1.710,,081114,,,A*7E

好，我们可以数一下，<1>对应的是 125315.00 也就是UTC时间 12:53:15，换算成北京时间就是 20:53:15；参数<9>为 081114，根据 dd/mm/yy 来算就是14年11月08日~

看，如果我们要做一个根据GPS授时的功能，是不是so easy！

2. 经纬度计算

同样的，GGA和RMC都会返回经纬度；GGA的<2>~<5>和RMC的<3>~<6>含义及格式相同，下面还是以RMC来做示范（看看上一点的RMC数据）。找到RMC参数<3>~<6>，分别是

<3>	3853.70120	纬度（ddmm.mmmm）
<4>	N	纬度半球（N 北半球、S 南半球）
<5>	12133.61898	经度（dddmm.mmmm）
<6>	E	经度半球（E 东经、W 西经）

注意看经纬度的格式啊，这都是个啥，GPS坏了么，3853度？当然不是，纬度和经度都是“度分”格式，dd代表度，m代表分，那么显而易见：

纬度信息：3853.70120，就是38度和53.70120分。

分换算成度只需要除以60，也就是 53.70120 / 60 = 0.89502，那么3853.70120的含义就是38.89502° （OMG 把自己住处位置暴露了，欢迎来串门）。

算好经纬度之后可以用 ditu.google.cn 输入 纬度N 经度E 来看看你所在位置哈。

 

好啦，总结了一些网上已经有的东西，分享给大家~ 大家请轻喷哈 o(*￣▽￣*)ブ

 

参考文献

• Raspberry Pi and the Serial Port
• 树莓派学习笔记——UART使用
• pySerial使用初步